第三讲_钢-混凝土组合梁概述
钢混凝土组合梁的概念
钢混凝土组合梁的概念钢混凝土组合梁是由钢材和混凝土两种材料组合而成的一种结构梁。
钢混凝土组合梁的构造形式主要是将钢材和混凝土分别进行布置，使它们的特点互补，并使结构体系具有更优化的力学性能。
本文将从钢混凝土组合梁的概念、组成材料、优点及应用等方面展开论述。
钢混凝土组合梁的组成材料包括钢材和混凝土，它们各自具有不同的特点和性能。
钢材具有良好的延伸性、可塑性和抗拉性能，能够承受较大的拉力；而混凝土则具有良好的抗压性能，能够承受较大的压力。
通过将两种材料结合起来，钢混凝土组合梁的弯曲性能得到了优化，同时还能够提高梁的承载能力和抗震性能。
钢混凝土组合梁的优点主要体现在以下几个方面。
首先，它能够充分发挥钢材和混凝土的优点，兼顾了钢结构和混凝土结构的特点，大大提高了结构的整体性能。
其次，由于混凝土的抗压性能较好，钢混凝土组合梁在受力时能够充分发挥混凝土的抗压能力，减小了钢材的受力范围，从而降低了钢材的使用量。
此外，钢混凝土组合梁还具有施工方便、经济性好、耐久性高等优点，因此得到了广泛的应用。
钢混凝土组合梁在实际工程中有着丰富的应用。
首先，在建筑领域，钢混凝土组合梁常用于大跨度建筑和高层建筑的结构设计中。
由于钢混凝土组合梁具有较高的承载能力和抗震性能，能够满足大跨度结构的要求，因此得到了广泛的应用。
其次，在桥梁工程中，钢混凝土组合梁也被广泛应用于桥梁梁面的设计中。
由于钢混凝土组合梁具有较好的耐久性和抗腐蚀性能，能够适应各种恶劣的自然环境，因此在桥梁工程中的应用十分广泛。
钢混凝土组合梁在实际工程中的设计和施工过程需要注意一些关键技术。
首先，在梁的设计过程中，需要合理确定钢材和混凝土的布置方式、尺寸和截面形状。
其次，在施工过程中，需要保证钢材和混凝土之间的良好粘结和协同工作。
此外，还需要注意钢材和混凝土在使用过程中的变形和应力分布情况，以保证梁的整体性能。
因此，在钢混凝土组合梁的设计和施工过程中，需要充分考虑各个方面的因素，最大程度地发挥钢混凝土组合梁的优点。
钢--混凝土组合梁的概述和发展历史
钢-混凝土叠合板连续组合梁
1995
北京 西客站工程
预应力钢-混凝土组合梁
1998
上海 金贸大厦
钢-混凝土组合梁
2000
深圳 赛格广场
图(1.4) 钢-混凝土组合梁
2000
芜湖 芜湖长江大桥
预应力混凝土板与钢桁架组合梁
2002
沈阳 沈阳市东西干道高架桥
钢-混凝土组合梁
2004
北京 LG 大楼（在建）
钢-混凝土组合梁
组合梁在我国的研究起步比较晚。在改革开放以前，虽有少数工程曾经应用过钢-混凝 土组合梁，如武汉长江大桥，但当时未考虑组合效应而仅仅把它作为强度储备而提高安全度 或者是为了方便施工而己，当时我国有关设计规范都未涉及钢-混凝土组合梁的设计内容。 1978 年以来，原郑州丁学院、原哈尔滨建筑工程学院、山西省电力勘测设计院、华北电力
截面设计方法
内力分析方法
宽厚比要求
备注
连续梁：塑性机构分析法
I 类截面
满足塑性分析 4 条件
简支梁
II，I 类截面
塑性设计
等截面模型＋弯矩调幅法 30% I 类截面 等截面模型＋弯矩调幅法 20% II 类截面
满足塑性分析 4 条件
变截面模型＋弯矩调幅法 15% I 类截面
规范方法
变截面模型＋弯矩调幅法 10% II 类截面
2 长期效应 4 混 凝 土 纵 向 剪 切
组 合 下 的 面计算
组 合 下 的 面计算
挠度
挠度
决定调幅效果的截面分类按照钢结构设计规范如表(1.3)所示：
表 1.3 组合截面的分类 [9]
截面类型
翼缘
腹板
I 类截面 塑性设计 1：要求塑 性铰有转动能力
钢-混凝土组合梁.详解
29
§ 3.3 组合梁试验结果分析
3.3.1 组合梁正截面受力性能
由试验结果知；从加荷到破坏，组合梁 正截面经历弹性、弹塑性和塑性三个受力阶 段，见图3.3.1
塑性 弹塑性 A 弹性
B
30
31
简支组合梁破坏形态
32
连续组合梁破坏形态
33
3.3.1
1、弹性阶段
组合梁正截面受力性能
在荷载作用初期，组合梁整体工作性能良好，荷载－变形曲 线基本上呈线性增长，当荷载达极限荷载的50%左右时，钢梁的 下翼缘开始屈服，而钢梁其它部分还有还处于弹性工作状态 2、弹塑性阶段 加荷至混凝土翼缘板板底开裂后，钢梁的应变速率加快，组 合梁的变形增长速度大于荷载的增长速度，荷载－变形曲线开始 偏离原来的直线。当钢梁下翼缘达到曲服后，组合梁的挠度变形
y0
Ay A
i i
i
(3.4.3)
Ai ——第个单元的截面面积,对混凝土单元 需将其换算成钢材单元进行计算 ； yi ——第个单元重心轴距截面顶边得距离。
当考虑混凝土得徐变影响时,应将公式3.4.2 代入公式3.4.3进行计算,即可求得考虑混凝土徐 变影响的组合截面的重心轴距组合截面顶边的距 c y 离,并用 0 表示。
22
3.1.4
组合梁的施工方法
2. 施工阶段组合梁下设临时支撑
施工阶段在组合梁下设置临时支撑，临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定，当跨度L大于7m时，支撑不应少于3个，当跨度L小于7m时，可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时，组合梁 不必进行施工阶段的计算，按使用阶段进行计算，全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度，但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
钢-砼组合梁
1.钢-砼组合梁（1）钢一混凝土组合梁的构成在城市桥梁工程中，钢-混凝土组合梁一般用于大跨径或较大跨径的桥梁结构，目的是减轻结构自重，尽量减少施工对现况交通与周边环境的影响。
①钢-砼组合梁一般由钢梁和钢筋混凝土桥面板两部分组成。
钢梁由工字型截面或槽型截面构成，钢梁之间设横梁（横隔梁），有时在横梁之间还设小纵梁。
钢梁上浇筑预应力钢筋混凝土。
在钢梁与钢筋混凝土板之间设剪力连接件，二者共同工作。
对于连续梁，可在负弯距区施加预应力或通过“强迫位移法”调整负弯距区内力。
②钢-混凝土组合梁施工流程一般为：钢梁预制并焊接剪力连接件→架设钢梁→安装梁（横隔梁）及小纵梁（有时不设小纵梁）→安装预制混凝土板并浇筑接缝混凝土或支搭现浇混凝土桥面板的模板并铺设钢筋→现浇砼→养护→张拉预应力束→拆除临时支架或设施。
③钢梁的架设方法一般在设计时已考虑好，因此钢梁安装应按施工图进行。
（2）安装方法钢梁工地安装，根据跨径大小、河流情况、交通情况和起吊能力选择安装方法。
城区内常用架设方法有以下几种：白行式吊机整孔架设法、门架吊机整孔架设法、支架架设法、缆索吊机拼装架设法、悬臂拼装架设法、拖拉架设法等。
（3）安装前检查①钢梁安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。
②应对桥台、墩顶顶面高程、中线及各孔跨径进行复测，误差在允许偏差范围内方可安装。
③应按照构件明细表，核对进场的构件、零件，查验产品出厂合格证及材料的质量证明书。
（4）安装要点①钢梁安装过程中，每完成一节段应测量其位置、标高和预拱度，不符合要求应及时调整。
②钢梁杆件工地焊缝连接，应按设计的顺序进行。
无规定时，焊接顺序宜为纵向从跨中向两端、横向从中线向两侧对称进行。
③钢梁采用高强螺栓连接前，应复验摩擦面的抗滑移系数。
高强螺栓连接前，应按出厂批号，每批抽验不小于8套扭矩系数。
穿人孔内应顺畅，不得强行敲人。
穿人方向应全桥一致。
钢混凝土组合梁的概念
钢混凝土组合梁的概念钢混凝土组合梁是一种由钢材和混凝土组合构成的梁体。
它将钢材和混凝土的优点结合起来，既有钢材的高强度和延性特点，又有混凝土的耐久性和抗火性能。
这种梁体在建筑和桥梁工程中广泛应用，能够满足各种结构设计要求，提高结构的承载能力和使用性能。
钢混凝土组合梁的结构形式是在混凝土梁上焊接或连接钢材构件，形成钢混凝土组合梁。
常见的结构形式有悬臂梁、连续梁和刚构桥梁等。
悬臂梁是将一段钢材悬挂在混凝土梁下方，增加了梁体的强度和刚度；连续梁是将钢材与混凝土梁通过焊接或螺栓连接形成连续的梁体，提高了梁体的整体性能；刚构桥梁是通过混凝土梁和钢材柱、桁架等构件组成的刚性结构，能够承受较大的荷载和水平力。
钢混凝土组合梁的优点主要体现在以下几个方面：1. 强度和刚度高：钢材的高强度和延性特点能够提高梁体的承载能力和刚度，使结构更加稳定和坚固。
2. 耐久性好：混凝土具有良好的耐久性，能够有效地防止腐蚀和氧化，延长梁体的使用寿命。
3. 施工便利：钢材具有较高的可塑性和可焊性，可以方便地进行加工和连接，减少施工时间和成本。
4. 抗火性能好：混凝土的低热导率和高于室温下剥落速度的外表层能够有效地防止梁体的火灾蔓延，提高结构的安全性。
5. 设计灵活性大：钢混凝土组合梁能够根据结构需求进行自由组合和调整，满足各种建筑和桥梁工程的设计要求。
然而，钢混凝土组合梁也存在一些问题和注意事项：1. 界面连接强度：钢材与混凝土的界面连接是组合梁的关键，如果界面连接不牢固，会影响梁体的整体性能。
2. 腐蚀问题：在潮湿和腐蚀环境下，钢材可能出现腐蚀现象，导致梁体的损坏和减弱。
3. 温度变形：钢材和混凝土具有不同的线膨胀系数，受到温度变化影响时，可能会导致梁体发生变形和裂缝。
综上所述，钢混凝土组合梁是一种集钢材和混凝土优点于一体的结构形式，具有高强度、耐久性好、抗火性能好等特点。
然而在实际运用中需要注意界面连接强度、腐蚀问题和温度变形等因素。
钢-混凝土组合概述
体系的基本构成
• 钢—钢筋混凝土组合结构住宅体系建筑是由钢管砼柱、抗侧力支撑、 双向轻钢密肋组合楼盖、复合外墙板等构件组成的钢结构框—撑结构 体系。 • 钢管砼柱是在螺旋焊接钢管内灌注高强度等级砼，形成两种材料相辅 相成共同工作的机理。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特 点，一般每三层为一个制作安装单元，整根钢管柱一次吊装就位，为 主体结构安装创造了流水作业的条件。 • 钢骨砼梁是在钢梁周围配置钢筋，浇注砼后使钢骨与砼成为一体共同 工作的组合结构构件。由于钢骨的存在使得构件延性得到很大改善， 其变形能力强，抗震性能好，承载力高。混凝土对钢骨的包裹解决了 钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁骨架有较大的承载力，可大大 节省模板工作量。 • 抗侧力支撑是由钢管斜撑杆与钢管柱、钢框架梁焊接组成的抗侧力架 体。考虑建筑专业的门窗布置，在不影响建筑功能的前提下，支撑可 以采用X型、单斜杆型、人字型、W型等形式，还可采用偏心耗能支 撑。采用抗侧力支撑取代了传统的砼剪力墙，不仅减轻了结构自重， 而且提高了结构延性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极 抗震的作用。
1.4钢管混凝土
• 钢管混凝土结构是在型钢混凝土结构、配螺旋箍混凝土结 构以及钢管结构的基础上发展起来的。钢管混凝土是将普 通混凝土填入薄壁圆型钢管内而形成的组合结构。按截面 形式不同，分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢 管混凝土等。钢管混凝土可借助于内填混凝土增强钢管壁 的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，而 使混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高 的抗压强度和抗变形能力。 • 钢管混凝土结构由于其受力性能及结构特点使其具有以下 的优点： • 1)受力合理，能充分发挥混凝土与钢材的特长，从而使构 件的承载能力大大提高；
《钢混凝土组合结构》课件
的一种结构形式。
特点
02
具有较高的承载能力和抗震性能，适用于高层建筑和大跨度跨
越的结构。
应用场景
03
广泛应用于高层建筑、大型工业厂房、大跨度跨越的桥梁和大
型场馆等建筑结构中。
设计原则与步骤
设计原则
遵循安全、经济、适用和耐久的原则，确保结构在各种工况下的 安全性和稳定性。
设计步骤
进行结构分析、承载能力计算、变形和稳定性分析、构造措施和 施工图绘制等步骤。
板型组合结构
概述
板型组合结构是由混凝土板和钢面板通过粘结剂或连接件组合而 成的一种结构形式。
特点
具有较好的抗弯和抗剪性能，适用于承受较大荷载的楼板和屋面板 。
应用场景
广泛应用于高层建筑、大跨度跨越的桥梁和大型工业厂房等建筑结 构中。
框架型组合结构
概述
01
框架型组合结构是由混凝土框架和钢框架通过连接件组合而成
详细描述
钢混凝土组合结构在桥梁工程中广泛应用，其高承载力和耐久性好的特点使其成为大型桥梁的主要结构形式之一 。通过将钢结构和混凝土结构的优点结合，可以实现桥梁跨度大、自重轻、承载能力强等优点，提高桥梁的稳定 性和安全性。
高层建筑中的应用
总结词
抗震性能好、施工速度快、经济效益高
详细描述
钢混凝土组合结构在高层建筑中应用广泛，其抗震性能好、施工速度快、经济效益高等优点使其成为 高层建筑的主要结构形式之一。通过采用钢骨混凝土或钢板混凝土等组合结构形式，可以实现高层建 筑的稳定性和安全性，提高建筑的承载能力和使用寿命。
良好的耐久性
混凝土对气候变化、化学侵蚀和物理作用具有一 定的耐久性。
塑性和硬化
混凝土在浇注后逐渐硬化，并具有较好的塑性， 可以根据需要进行造型和施工。
钢混凝土组合梁详解ppt课件
3.1.4 组合梁的施工方法
2. 施工阶段组合梁下设临时支撑 施工阶段在组合梁下设置临时支撑，临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定，当跨度L大于7m时，支撑不应少于3个，当跨度L小于7m时，可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时，组合梁 不必进行施工阶段的计算，按使用阶段进行计算，全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度，但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
y
c 0
表示。
42
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩 （1）中和轴在板内（见图3.4.2）
43
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩（中和轴在板内）
A0 beqhc1 A
I0
be q hc31 12
beqhe1
yo 0.5hc1
2 I s As
y y0
（1）荷载短期效应组合时
beq be / E （2）荷期长期效应组合时
beq be / 2 E
（3.4.1）
（3.4.2）
式中 beq——混凝土翼板换算为钢材的等效宽度；
be
E
——混凝土翼板的有效宽度； ——钢材弹性模量E与混凝土模量Ec的比值 。
41
2、换算截面重心轴(中和轴)的位置
y0c 0.5hc1
2
I s As
y y0c
2
W0tc
I
c 0
y
c 0
hc1
W0bc
I
c 0
H y0c
W0cc
I
c 0
y0c
钢一混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。
抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。
两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。
近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。
钢-混凝土组合梁的特点钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。
对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点：(1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。
(2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。
(3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。
(4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。
(5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。
钢-混凝土组合梁发展钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。
在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。
其发展过程大致经历以下四个阶段：1、20世纪20年代--30年代。
萌芽阶段。
钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。
钢-混凝土组合梁桥
组合梁构造
钢梁：工字形和箱形 混凝土桥面板 剪力键（亦称为连接件）
工字形钢梁与钢板梁组合梁
钢箱梁
组合箱梁截面形式
2. 混凝土桥面板 （1）现浇混凝土板
现浇混凝土板组合
3. 剪力键
剪力键又称为连接键，设在钢梁上翼缘的顶面，其主要 作用是承受钢梁和混凝土翼缘板之间界面上的纵向剪力， 抵抗两者之间的相对滑移，保证混凝土桥面板与钢梁共 同作用。 桥梁工程中常用的有栓钉剪力键、弯筋剪力键和槽钢剪 力键
例题4－4 图示为一桥面净空为净—7附2×0.75m 人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求 荷载位于支点处时1号梁和2号梁影响线。
钢－混凝土组合梁桥 一、概述 钢-混组合梁桥是指由外露的钢梁或钢 桁梁通过连接件（剪力键， shear connector ）与钢筋混凝土桥面板组合 而成的梁式桥，简称组合梁桥。
重合梁与组合梁的受力原理
组合连续梁桥的在设计中需要 认真考虑以下几个因素：
中支点负弯矩区段，混凝土翼板受拉；
中支点截面弯矩、剪力都最大，受力复杂；
钢-混凝土组合梁设计原理
钢-混凝土组合梁设计原理钢-混凝土组合梁是一种制作工艺复杂的结构形式，它将钢材和混凝土材料组合在一起，充分发挥了钢材和混凝土的优势，以实现更高的强度和刚度。
其设计原理主要包括以下几个方面。
1. 功用组合：钢-混凝土组合梁的设计目标是使钢材和混凝土共同发挥作用，使其相互补充。
其中，钢材主要承担拉应力和剪应力，而混凝土主要承担压应力。
通过合理的设计和构造，双材料的作用协调一致，达到最佳的力学性能。
2. 强度设计：在设计钢-混凝土组合梁时，一般会根据要求确定梁的强度等级和承载力指标。
通过结构力学的计算和分析，确定梁的截面尺寸，并进行判断是否满足强度要求。
钢材和混凝土的配筋设计也是设计的重要内容之一，以保证梁的承载能力和安全性。
3. 刚度设计：钢-混凝土组合梁的刚度设计主要考虑梁在使用过程中的挠度和变形问题。
通过合理选择梁的截面形状和尺寸，以及增加适量的钢材配筋，可以有效提高梁的刚度和扭转刚度，减小变形和挠度。
4. 断面设计：钢-混凝土组合梁的横截面形状和尺寸设计直接影响梁的承载力和刚度。
常见的断面形式有T型梁、I型梁和箱形梁等。
在选择断面形式时，应根据结构要求和构造条件，考虑梁的受力特点，合理确定梁的高度、宽度和配筋方式。
5. 界面连接：钢-混凝土组合梁的界面连接是保证梁的协同工作的关键。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接和粘结连接等。
在界面连接设计中，应考虑接触面的刚度和强度要求，以及连接后的受力状态，确保连接处不会出现失效或破坏。
总之，钢-混凝土组合梁的设计原理是在满足结构强度和刚度要求的前提下，通过合理地组合钢材和混凝土材料，使其协同工作，发挥各自的优势。
这种组合方式可以有效提高梁的承载能力、刚度和变形控制能力，使结构更加安全可靠。
钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁的设计和施工需要 综合考虑多种因素，包括材料特性、 结构形式、施工工艺等，以确保其性 能和安全。
钢-混凝土组合梁在桥梁工程中得到 了广泛应用，特别是在大跨度桥梁和 复杂结构形式中，其优势更加明显。
钢-混凝土组合梁在长期使用过程中 可能会面临一些问题，如疲劳、腐蚀 等，因此需要采取相应的维护和加固 措施。
对未来研究的展望
随着科技的不断进步，钢-混凝 土组合梁在未来仍将是一个重 要的研究方向，需要进一步探
索其性能和优化设计方法。
对于钢-混凝土组合梁的耐久性 问题，需要加强研究，提出更 加有效的防腐、防锈和加固措
相关规范。
05 钢-混凝土组合梁的优势 与挑战
钢-混凝土组合梁的优势
高承载能力
结构自重轻
钢-混凝土组合梁能够承受较大的集中荷载 和均布荷载，具有较高的承载能力。
由于钢材料具有轻质高强的特点，因此钢混凝土组合梁的结构自重相对较轻，有利 于减轻整体结构的重量。
施工速度快
节能环保
钢-混凝土组合梁的构件可以预先在工厂制 作，现场安装方便快捷，能够缩短施工周 期。
总结词
施工方便，工期短
详细描述
钢-混凝土组合梁的施工方便，能够缩短工期，降低施 工成本。该大桥的施工过程采用了预制拼装的施工方法 ，大大提高了施工效率。
工程案例二
总结词
抗震性能好
详细描述
某高层建筑采用钢-混凝土组合梁作为主要承重结构，具 有良好的抗性能，能够有效地抵抗地震作用。
总结词
承载能力高
详细描述
钢-混凝土组合梁的承载能力较高，能够满足高层建筑对 承重结构的要求。同时，该组合梁还具有良好的塑性和韧 性，能够吸收地震能量，减少结构损伤。
《钢与混凝土组合梁》课件
研究将组合梁应用于轨道交通中，提高轨道结构的耐久性和稳定性。
轨道交通
03
循环经济
建立循环经济的生产模式，实现资源的有效利用和废弃物的减量化、资源化。
01
环保材料的应用
优先选择可再生、可回收的环保材料，降低生产过程中的环境污染。
02
节能减排技术
推广应用节能减排技术，降低组合梁生产过程中的能耗和排放。
混凝土的抗压性能
钢和混凝土通过组合，可以充分发挥各自的优点，提高梁的整体承载能力和稳定性。
组合效应
根据梁的跨度、荷载等条件，选择合适的截面形式和尺寸，以实现最佳的承载能力和稳定性。
优化截面
在设计中应考虑环境因素对组合梁的影响，如温度变化、腐蚀等。
考虑环境因素
组合梁的施工应满足相关规范和要求，确保施工质量。
环境适应性测试的结果可用于评估组合梁在不同环境下的耐久性和适应性，为工程应用提供依据。
CHAPTER
钢与混凝土组合梁的应用实例
06
钢与混凝土组合梁在桥梁工程中应用广泛，如高速公路、铁路和城市交通中的高架桥、立交桥等。
钢与混凝土组合梁具有较高的承载力和稳定性，能够满足桥梁跨度大、荷载重的要求。
钢与混凝土组合梁的施工周期短，对环境影响小，具有较好的经济效益和社会效益。
对钢梁进行防腐处理，以提高其耐久性。
连接件制造
使用合适的材料和工艺，制造出符合设计要求的连接件。
连接件设计
根据组合梁的结构特点和设计要求，设计合理的连接件。
连接件安装
将连接件安装在钢梁和混凝土之间，确保组合梁的结构稳定性和承载能力。
CHAPTER
钢与混凝土组合梁的性能测试与评估
05
测试方法通常采用循环加载试验，对试件施加一定幅值的荷载，循环一定次数后观察其损伤和疲劳寿命。
2-钢-混凝土组合梁 . 3章解析
f ——钢材的抗弯强度设计值。
52
2、钢梁正应力计算
当钢梁当受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度比值 b / t 13 235 / f y （图3.4.4 ），但能满足下列公式要求时， x 1.0 应取 。 对于工字截面梁
b 235 15 t fy
22
3.1.4
施工阶段在组合梁下设置临时支撑，临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定，当跨度L大于7m时，支撑不应少于3个，当跨度L小于7m时，可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时，组合梁 不必进行施工阶段的计算，按使用阶段进行计算，全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度，但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
23
§ 3.2 构造要求 3.2.1 材料
1.混凝土 强度等级不低于C20。
2.钢筋
混凝土板中一般采用HPB235与HRB335。 3.钢材 宜采用Q235与Q345。
24
3.2.2
截面尺寸
1、组合梁的截面高度 简支梁组合梁的高跨比为1/18~1/12,一般取1/15. 2、混凝土楼板的厚度 当楼板采用压型钢板组合板时 , 压型钢板凸肋顶 至混凝土板顶混凝土板厚度不应小于50mm. 当楼板采用普通钢筋混凝土板时,混凝土板的厚度 不应小于100mm. 组合梁混凝土板厚，一般以10mm为模数，经常采 用的板厚为100mm、120mm、140mm、160mm 。 3、混凝土板的有效宽度 be b0 b1 b2
42
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩
（1）中和轴在板内（见图3.4.2）
43
钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁（steel-concrete composite beam ）是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。
它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。
基本概念钢-混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期，增加梁的延性等。
同钢梁相比，可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性等。
近年来，钢-混凝土组合梁在我国城市立交桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。
钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展方向之一。
计算原理在钢-混凝土组合梁弹性分析中，采用以下假定：①钢材与混凝土均为理想的弹性体；②钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用，相对滑移很小，可以忽略不计；③平截面假定依然成立；④不考虑混凝土翼缘板中的钢筋（该假设只在正弯矩承载力计算时成立，负弯矩承载力计算式需考虑钢筋作用）。
（有修改）来源:百度百科钢-混凝土组合梁对传统村落的保护则更为重要，使传统村落的保护与更新整体形成可持续发展的良性循环；（2）从宏观上来看，对于传统村落中的街巷院落等的保护策略，要使其保护应具有整体性和层级性，比如街巷空间和广场等具有交往功能的空间类型保护可以结合村落的历史要素及非物质文化遗产，为村民提供更多交往活动的场所；（3）从微观角度来看，在维护和修缮新建单体建筑的基础上，适应性更新的原则是改善传统村落人居环境的重要方法，对院落单元与建筑功能整合更新，植入现代化居住功能以提高居住的舒适性。
参考文献[1]周立军，梅彤.长白山地区井干式传统民居研究[J].哈尔滨工业大学学报，2008（4）：32-35.[2]张成龙，邱爽.长白山区传统木构建筑的建构解析[J].吉林建筑工程学院学报，2009（2）：87-89.[3]肖冰.东北地区井干式传统民居建构解析[J].陕西建筑，2010（2）：73-75.[4]任凤霞.长白山文化概述[M].长春：吉林出版集团有限责任公司，2013.[5]张东.中原地区传统村落空间形态研究[D].广州：华南理工大学博士学位论文，2015.[6]金正镐.东北地区传统民居与居住文化研究[D].北京：中央民族大学硕士学位论文，2004.[7]周巍.东北地区传统民居营造技术研究[D].重庆：重庆大学硕士论文，2006.[8]韦娜.西部山地乡村建筑外环境营建策略研究[D].西安：西安建筑科技大学博士论文，2012.编辑:刘岩。
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1. 3 组合梁分类
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端部锚固钢筋： 胡子筋
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2. 美国世贸大楼
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1. 4 组合梁特点
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1. 5 组合梁适用范围
2.7 钢梁截面尺寸要求：塑性理论
2.8 钢梁截面尺寸要求：弹性理论
高跨比：简支1/15~1/20;连续1/20~1/25
2.9 组合梁有效宽度
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1. 7 组合梁受力性能
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1. 8 组合梁破坏形态
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1. 9 组合0 抗剪连接件： 刚性抗剪连接件(a,b,c)；柔性抗剪连接件(d-f)
1. 11 组合梁的延性
• （2）施工阶段钢梁设临时支撑 • 施工阶段设计 • 钢梁（弹性理论）：多跨连续梁 • 使用阶段设计 • 组合梁（弹性理论或塑性理论）：单跨梁+反向支座反力 • 计算理论 • 弹性方法：完全剪切 • 钢梁应力为两阶段应力的叠加，混凝土应力为使用阶段应力 • 挠度：两阶段挠度的叠加 • 塑性方法：完全/部分剪切 • 组合梁承担全部荷载 • 挠度：两阶段挠度的叠加
组合梁设计的主要内容
• 组合梁承载力计算 • 弹性理论 vs 塑性理论 • 完全抗剪连接 vs 部分抗剪连接 • 施工阶段 vs 使用阶段 • 有支撑 vs 无支撑 • 组合梁变形计算
本讲主要内容
• 组合梁的特点 • 设计基本规定
组合楼盖
1. 钢-混凝土组合梁概述
1. 1定义
1. 2工作机理
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1. 12 组合梁的强屈比
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2. 组合梁的分析方法与规定
2.1 弹性理论与塑性理论
• 弹性理论：不考虑截面塑性发展
• 材料力学：截面应力线性分布 • 折算截面：将混凝土的面积折算成钢材的面积
2.1 弹性理论与塑性理论
• 塑性理论：考虑截面塑性发展 • 参与受力的材料均达到屈服应力
2.1 弹性理论与塑性理论
2.4 施工临时支撑对截面设计的影响
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2.5 混凝土与钢梁间滑移
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2.6 组合梁设计原则
• （1）施工阶段钢梁不设临时支撑 • 施工阶段设计 • 钢梁（弹性理论） • 使用阶段设计 • 组合梁（弹性理论或塑性理论） • 计算理论 • 弹性方法：完全剪切连接 • 钢梁应力为两阶段应力的叠加，混凝土应力为使用阶段应力 • 挠度：两阶段挠度的叠加 • 塑性方法：完全剪切连接和部分剪切连接 • 组合梁承担全部荷载 • 挠度：两阶段挠度的叠加
• 塑性理论：考虑截面塑性发展 • 参与受力的材料均达到屈服应力
2.2 弹性理论的适用条件
• 弹性理论： • 受动力，冲击荷载时 • 截面实际应力小：混凝土最大应力小于0.5fc • 内力和变形计算时 • 钢梁发生局部屈曲 • 钢梁翼缘和腹板的宽厚比或高厚比超限
2.3内力和变形计算按弹性理论
• 内力计算 • 超静定结构的内力与刚度有关 • 正弯矩区： • 换算截面法（将混凝土折算成钢材） • 折算刚度法（考虑混凝土板与钢梁之间的滑移） • 负弯矩区： • 不考虑混凝土的作用 • 仅考虑钢梁和负弯矩钢筋